1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
植物gpat在knnedy途径中是催化甘油脂质合成的第一个反应的酶，对于植物细胞内甘油脂（磷脂、油脂等）和胞外脂（表皮角质脂、软木脂等）的合成具有重要作用，并且对植物的正常生长发育、应对生物与非生物胁迫具有重要作用。拟南芥中目前鉴定出10个gpat(ats1，gpat1-9)，根据酰基转移活性分为两类：sn-1-gpat，包含ats1和gpat9，催化酰基向甘油-3-磷酸的sn-1位转移；sn-2-gpat，包含gpat1-8，催化酰基向甘油-3-磷酸的sn-2位转移[1]。3-磷酸甘油在gpat催化下在其sn-1位接受脂酰coa提供的脂酰基生成溶血脂肪酸（lpa）。根据亚细胞定位，这10个拟南芥gpat可分为质体定位的gpat(ats1)，内质网膜结合的gpat(gpat4-9)，线粒体膜结合的gpat(gpat1-3)。ats1利用酰基载体蛋白结合的酰基，而其他的gpat则利用酰基辅酶a结合的酰基。拟南芥gpat4、gpat6、gpat8，除了具有酰基转移酶活性，还具有磷酸酶活性，可以以酰基辅酶a和甘油-3-磷酸为底物产生2-单酰甘油[1]。
开花植物的生命周期通过雄配子体和雌配子体完成受精后启动，其产物受精卵展开一系列的胚胎发育后成长为植物体。胚胎发育是一个复杂的过程，双子叶植物的胚胎发育分为胚胎发育前期（胚胎极性的建成）、胚胎发育早期（球型期向心型期的转变）、胚胎发育后期（子叶和轴的伸长）和成熟期（营养物的积累、干燥、休眠）[2]。而发育时期又可细分为合子期、二细胞期、四细胞期，八细胞期，十六细胞期、心型期，鱼雷型期及成熟期。在胚胎发育早期，胚胎的生长不依赖于光合作用，而是依赖于母体的营养或者植物激素，如：生长素[3-4]、赤霉素[2]等。在过去的数十年里，有很多研究证明植物的胚胎建成可以通过很多方式，包括遗传生物学、分子生物学等等。如yucca家族中的四个生长素相关基因yuc1，yuc4，yuc10和yuc11在胚胎发育早期和后期均有作用且存在功能冗余[5]，因其多突变体无法使胚轴正常发育，说明胚的发育与生长素有关。生长素的极性运输通过向外于运输载体pin家族及向内运输载体aux1/lax家族介导[6-7]，研究拟南芥中证明pin1,pin3,pin4,pin7在胚胎中均有表达[8]，且具有不同的表达模式。在球型期，pin1主要定位于内侧细胞的下部分膜上，与生长素从顶部向基部的运输方向有关，发育到心型期时，pin1主要以“y”字型分布，直至鱼雷型期，pin1的丰度降低，到成熟期时慢慢消失。pin1主要参与球型胚胎早期基部的生长素积累来刺激胚根原的规范化及胚胎后期的根系生长[9-10]；rop3 gtpases的异常表达会导致胚中pin1的极性分布及运输发生异常[11]，在pcn突变体中观察到大多数细胞pin1-gfp未发生极性分布[12]；就目前老说，关于胚胎中的pin3研究还比较少，根据我们的观察在球型期pin3主要分布在胚柄与胚胎基部连接处，在心型期，除胚胎基部外在子叶原基顶端也有少数细胞表达pin3;在胚胎发育早期未发现pin4的表达[13]，在球型后期，pin4主要分布在下胚原表面的细胞并且在其临近的胚柄细胞中也有分布，到了三角型期及其后边的时期，pin4在胚柄的分布逐渐消失，而在静止中心的周围细胞中分布有所增加，在心型期时，基部细胞的pin4分布有所增加，而在顶部细胞中的分布明显减少[13]。胚胎发育早期，pin7主要定位于基部细胞的上部分的膜上，随后胚柄细胞牵引生长素向上运输，发育到球型期时，pin7主要集中在下胚原和胚柄细胞的下部膜上[10]。目前为止，gpat1和gpat2调控胚胎发育到底与哪个pin相关并没有相关报道。
早有研究证明，在gpat家族中，拟南芥gpat1和gpat6对于反光组织的分化和花粉的发育起着重要的作用，并且会影响雄配子体的活力[14-15]， 由此导致果荚变短，产量降低。定位于线粒体的gpat2，gpat3的功能鲜有报道，在我们的前期观察中，发现双突变体gpat1-2gpat2-1的幼苗相对于野生型wt，单突变体gpat1-2，gpat2-1会发生严重的畸形，而花粉的萌发相对于单突变体gpat1-2并没有明显差异，因此我们猜测双突变体的雌配子体或胚胎的发育受到干扰。
2. 研究的基本内容和问题
【研究目标】
本实验利用gus染色及亚细胞定位确定gpat1及gpat2是否在胚胎发育各个阶段表达情况；明确gpat1及gpat2对拟南芥胚胎发育的调控作用；明确gpat1及gpat2是否调控胚胎发育过程中的生长素表达水平；测定单突gpat1-2、gpat2-1及双突gpat1-2gpat2-1与野生型wt相比油脂含量的变化情况。
【研究内容和拟解决问题】
3. 研究的方法与方案
【研究方法和技术路线】
4. 研究创新点
目前为止，gpat1和gpat2调控胚胎发育到底与哪个pin相关并没有相关报道。
早有研究证明，在gpat家族中，拟南芥gpat1和gpat6对于反光组织的分化和花粉的发育起着重要的作用，并且会影响雄配子体的活力，由此导致果荚变短，产量降低。
定位于线粒体的gpat2，gpat3的功能鲜有报道，在我们的前期观察中，发现双突变体gpat1-2gpat2-1的幼苗相对于野生型wt，单突变体gpat1-2，gpat2-1会发生严重的畸形，而花粉的萌发相对于单突变体gpat1-2并没有明显差异，因此我们猜测双突变体的雌配子体或胚胎的发育受到干扰。
5. 研究计划与进展
【研究计划】
2018/09-2018/12 构建过表达材料gpat1oe及gpat2oe、构建回补材料gpat1/gpat1-2gpat2-1,gpat2/gpat1-2gpat2-1, gpat1/gpat1-2, gpat2/gpat2-1; 构建生长素相关材料突变体与dr5-gfp, dr5-gus, pin1-yfp, pin3-gfp, pin4-gfp, pin7-gfp等；
2018/12-2019/04 筛选出侵染及杂交纯合体进行表型观察及对其荧光强弱及表达模式进行观察，明确野生型及突变体油脂变化情况；
